一种基于实时测量数据的热偏差计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于实时测量数据的热偏差计算方法，包括：S1：计算安装测点管道的烟气温度不均匀系数，进而拟合得到所有管道的烟气温度不均匀系数的连续分布函数；S2：利用烟气温度不均匀系数的连续分布函数和测点管道的热负荷不均匀系数，修正并拟合得到沿宽度方向的热负荷不均匀系数的分布函数；S3：目标计算管出口温度的迭代计算：假设目标管的出口比容，计算流量偏差和热负荷偏差，进而计算出口焓值，根据出口焓值和出口压力计算得到出口温度，并计算出口比容和假设值的差值是否在误差范围，误差范围小于预设值时，输出出口温度。利用出口壁温和热负荷的相关性，建立和实际运行较匹配的宽度方向热负荷分布，实现炉内受热面壁温的软测量。壁温的软测量。壁温的软测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实时测量数据的热偏差计算方法


[0001]本专利技术涉及锅炉
，具体涉及一种基于实时测量数据的热偏差计算方法。

技术介绍

[0002]锅炉高温受热面，尤其是末级过热器与末级再热器的工作环境尤为恶劣，超温问题导致的受热面爆管严重影响的锅炉的安全稳定运行。现有电厂的锅炉受热面的运行监测主要依靠炉外测点，安装位置在锅炉顶部的大包内，环境温度在400摄氏度左右。由于锅炉炉内的烟气温度高于一般热电偶的长期稳定运行温度，因此无法在锅炉内部布置热电偶对锅炉受热面的实际壁温进行长期监测。电厂对炉内温度的监测相对比较简单，无法实现精准监测，炉内管道的实际温度要远大于顶部大包内测得的温度，导致锅炉在运行时经常因为无法掌握的炉内管壁超温而产生爆管泄露。
[0003]通过热力计算结果，得到炉内锅炉受热面温度，根据炉内与炉外实际温度差值的经验数据设定炉外测点温度；为了安全起见温度的设置保留了较大的安全余量。
[0004]传统的壁温监测方法只有在温度超温时才会引起重视，低温数据的变化基本忽略，无法建立壁温与管道传热特性的关系；当氧化层增厚时，由于导热性能的下降，反而会引起出口温度下降，而这种下降并不会引起报警和运行人员的注意。
[0005]现有测量方案中，只能实现对有限个测点处的出口温度进行监控，不能实现对所有受热面管道的炉内及出口壁温实现全覆盖监控，为了便于对锅炉运行状况进行监测与分析，传统计算方法的吸热偏差利用抛物线分布或双驼峰分布的经验公式，和实际的吸热偏差有较大误差。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术提供一种基于实时测量数据的热偏差计算方法，以解决现有技术中吸热偏差利用抛物线分布或双驼峰分布的经验公式，和实际的吸热偏差有较大误差的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于实时测量数据的热偏差计算方法，包括如下步骤：
[0009]S1：计算安装测点管道的烟气温度不均匀系数，进而拟合得到所有管道的烟气温度不均匀系数的连续分布函数；
[0010]S2：利用烟气温度不均匀系数的连续分布函数和测点管道的热负荷不均匀系数，修正并拟合得到沿宽度方向的热负荷不均匀系数的分布函数；
[0011]S3：目标计算管出口温度的迭代计算：假设目标管的出口比容，计算流量偏差和热负荷偏差，进而计算出口焓值，根据出口焓值和出口压力计算得到出口温度，并计算出口比容和假设值的差值是否在误差范围，如果超出范围，使用计算出的出口比容再进行迭代计算，直到误差范围小于预设值时，输出出口温度。
[0012]进一步地，步骤S1包括：利用公式(1)计算各个测点管道的温升量，
[0013]Δt
i
＝t
out
‑
t
in
ꢀꢀꢀ
(1)
[0014]利用公式(2)计算测点管道的烟气温度不均匀系数，
[0015][0016]对各个离散的测点进行数据拟合得到烟气温度不均匀系数的连续分布函数：
[0017]η
i,x
＝a+bx+cx2+dx3+ex4ꢀꢀꢀ
(3)
[0018]式中，Δt
i
、t
out
、t
in
分别为装有测点管道的温度增加值、出口值和入口值，N表示参与计算的管道数，a，b，c，d为模型系数，x为距离炉膛左侧的距离。
[0019]进一步地，步骤S2包括：利用进口集箱的温度和出口管道壁温测点数据分别计算进口焓值和出口焓值，并利用公式(4)计算得到测点管道的热负荷不均匀系数：
[0020][0021]式中，ρ
i
表示第i根管道的热负荷不均匀系数；h
i,out
表示出口蒸汽焓值；h
i,in
入口蒸汽焓值；(h
i,out
‑
h
i,in
)
pj
平均蒸汽焓值。
[0022]进一步地，利用公式(4)计算的各个离散的测点的实际值对公式(3)进行修正，得到热负荷不均匀系数沿宽度方向上的分布函数：
[0023]η
r,x
＝A+Bx+Cx2+Dx3+Ex4ꢀꢀꢀ
(5)。
[0024]进一步地，步骤S3包括：假设出口管道的出口比容v
p
；利用公式6得到其他没有安装测点的管道的热偏差系数：
[0025][0026]再利用公式(7)计算没有安装测点的管道的出口焓值：
[0027]h
i,out
＝h
i,in
+ρ
i
*(h
i,out
‑
h
i,in
)
pj
ꢀꢀꢀ
(7)
[0028]式中，热负荷偏差系数η
r
通过公式(5)计算。
[0029]进一步地，根据下式计算目标管的流量偏差系数：
[0030]Z型集箱连接系统中，任何处的Δp
h
‑
Δp
f
值为：
[0031][0032]U型集箱连接系统中，任何处的Δp
h
‑
Δp
f
值为：
[0033][0034]其他连接方式可通过上两种方式进行推导，其流量偏差η
l
的计算公式为：
[0035][0036]式中，v
pj
代表平均工况管中的平均比容，进出口集箱的比容平均值；v
p
表示目标管的进出口比容平均值；ρv表示管内平均工质质量流速；Z
pj
平均工况管的摩擦阻力和局部阻
力的综合系数；(Δp
h
‑
Δp
f
)
pj
表示平均工况管进出口压差的增长值；(Δp
h
‑
Δp
f
)
i
表示目标工况管进出口压差增长值。
[0037]进一步地，步骤S2中，根据进出口集箱的温度、压力、流量、管道及集箱尺寸参数以及偏差管出口壁温，计算出平均焓增以及偏差管出口焓值。
[0038]进一步地，在步骤S1之前，根据上一级受热面的入口压力、温度和减温水的流量和温度，通过热量平衡的方法计算得到本级的出口压力。
[0039]本专利技术具有如下优点：本专利技术利用出口壁温和热负荷的相关性，建立和实际运行较匹配的宽度方向热负荷分布，在锅炉现有少量测点的基础上，结合锅炉的运行参数，对锅炉受热面进行实时流量分配计算、热力计算；得到受热面管道从入口到出口沿程的工质温度分布，进而计算得到炉内的金属壁温温度，实现炉内受热面壁温的软测量。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实时测量数据的热偏差计算方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：计算安装测点管道的烟气温度不均匀系数，进而拟合得到所有管道的所述烟气温度不均匀系数的连续分布函数；S2：利用所述烟气温度不均匀系数的所述连续分布函数和测点管道的热负荷不均匀系数，修正并拟合得到沿宽度方向的热负荷不均匀系数的分布函数；S3：目标计算管出口温度的迭代计算：假设目标管的出口比容，计算流量偏差和热负荷偏差，进而计算出口焓值，根据所述出口焓值和出口压力计算得到出口温度，并计算出口比容和假设值的差值是否在误差范围，如果超出范围，使用计算出的所述出口比容再进行迭代计算，直到误差范围小于预设值时，输出所述出口温度。2.根据权利要求1所述的基于实时测量数据的热偏差计算方法，其特征在于：步骤S1包括：利用公式(1)计算各个测点管道的温升量，Δt
i
＝t
out
‑
t
in
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)利用公式(2)计算所述测点管道的所述烟气温度不均匀系数，对各个离散的测点进行数据拟合得到所述烟气温度不均匀系数的连续分布函数：η
i,x
＝a+bx+cx2+dx3+ex4ꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，Δt
i
、t
out
、t
in
分别为装有所述测点管道的温度增加值、出口值和入口值，N表示参与计算的管道数，a，b，c，d为模型系数，x为距离炉膛左侧的距离。3.根据权利要求2所述的基于实时测量数据的热偏差计算方法，其特征在于：步骤S2包括：利用进口集箱的温度和出口管道壁温测点数据分别计算所述进口焓值和所述出口焓值，并利用公式(4)计算得到所述测点管道的所述热负荷不均匀系数：式中，ρ
i
表示第i根管道的热负荷不均匀系数；h
i,out
表示出口蒸汽焓值；h
i,in
入口蒸汽焓值；(h
i,out
‑
h
i,in
)
pj
平均蒸汽焓值。4.根据权利要求3所述的基于实时测量数据的热偏差计算方法，其特征在于：利用公式(4)计算的各个离散的测点的实际值对公式(3)进行修正，得到所述热负荷不均匀系数沿宽度方向上的分布函数：η
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟旸，闫新春，季镇，孙旺，曹欢，何凯，周嘉炜，宫俊峰，白玉莲，
申请(专利权)人：河北涿州京源热电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：